Проектирование производственного одноэтажного трехпролетного здания

Проектирование производственного одноэтажного трехпролетного здания

Владимирский государственный университет

Кафедра строительных конструкций и архитектуры

Курсовой проект по архитектуре

Проектирование производственного одноэтажного трехпролетного здания

Владимирский государственный университет

Кафедра строительных конструкций и архитектуры

Задание

На курсовой проект по архитектуре

Исходные данные для проектирования

1. Тема проекта: Проектирование производственного одноэтажного

трехпролетного здания.

2. Назначение здания: Цех тяжелого машиностроения.

3. Район строительства (город): Новосибирск.

4. Рельеф местности

5. Грунтовые условия: Супесь R = 0,18 МПа.

6. Схема I

7. Вариант 1

Введение

Целью данного курсового проекта является архитектурно-строительное проектирование производственного одноэтажного трехпролетного здания определенного назначения с заданными габаритными размерами, крановым оборудованием, наличием фонарей и других элементов.

Проектирование зданий и сооружений – это создание проектно-технической документации для строительства. Документация должна состоять из комплекта чертежей, пояснительной записки и сметы.

Проектирование зданий и сооружений ведется на основе единой системы модульной координации размеров (ЕСМКР), которая является базой унификации объемно-планировочных и конструктивных решений. ЕСМКР представляет совокупность сочетания размеров здания, его элементов и строительных конструкций благодаря кратности этих размеров основному модулю М=100 мм. Цель применения ЕСМКР в проектировании – это не только обеспечение кратности размеров деталей основному модулю, но и строгое ограничение числа типоразмеров индустриальных конструкций и деталей. При проектировании используют укрупненные модули, кратные основному (3М, 6М …60М) и дробные (1/2М, 1/5М …1/100М).

В процессе работы рассмотрены природные условия и генеральный план участка местности, на котором расположено данное здание. Рассмотрена объемно-планировочная структура и конструктивное решение этого цеха. Выполнены чертежи: главного и бокового фасада, продольного и поперечного разреза, плана 1 этажа промышленного здания, планы 1 и 2 этажей административно-бытового корпуса; произведены теплотехнический расчет стен, светотехнический расчет, расчет санитарно-технического оборудования бытовых помещений. Также в данной работе решены вопросы отделки здания и инженерного оборудования.

При выполнении работы применялись такие архитектурные, планировочные и конструктивные решения, которые наиболее полно удовлетворяют назначению здания, всем проектным нормам, требованиям индустриальности, прочности, долговечности, архитектурной выразительности.

1. Природные условия

Природные условия – это совокупность естественных условий существования человечества, важнейшие компоненты окружающей его среды, как то: солнечная энергия, внутриземное тепло, водные ресурсы, земельные ресурсы, минеральные ресурсы, растительные ресурсы, ресурсы животного мира.

В соответствии с заданием, предприятие, которому принадлежит проектируемый цех, находится в городе Новосибирске.

Новосибирск – областной центр, расположенный в Западной Сибири.

Западная Сибирь – это край необъятной равнины, высоких гор и полноводных рек, край огромнейших природных богатств.

С юга на север район пересекают крупнейшие реки Сибири – Обь и Иртыш. Обе они судоходные и имеют большое хозяйственное значение. Кроме того, Обь и Иртыш обладают огромными запасами гидроэнергии.

Западно-Сибирская низменность плоская, лишь слегка наклонена к северу. Поэтому здесь много болот, почва покрыта толстым слоем торфа.

Богатства этих мест идут в крупные промышленные центры. А богатств здесь много! В тайге – масса пушного зверя: соболя, куницы, колонка, белки, горностая, бобра. Водятся тут медведь, росомаха, лисица, лось, есть косули. Реки и многочисленные озера изобилуют рыбой – муксуном, сигом, нельмой, стерлядью, осетром, сибирским хариусом.

Важное значение имеют леса Западной Сибири. Они расположены главным образом севернее Транссибирской магистрали. Пихта, ель, кедр, сосна, лиственница, береза – все это ценнейшее сырье для лесной и лесохимической промышленности.

На юге леса переходят в лесостепи. Сибирская лесостепь тянется на многие сотни километров. То тут, то там виднеются березовые и осиновые рощи. К северу они все чаще сливаются между собой и постепенно превращаются в сплошной лес.

Лесостепи – одно из важнейших богатств района. Их плодородные почвы позволяют выращивать богатые урожаи зерновых и технических культур.

На севере обнаружены большие запасы железных руд. На востоке добывают марганцевые руды, также имеются залежи ртути, полиметаллов, бокситов, мрамора. Озера богаты поваренной солью, содой, мирабилитом. Обнаружены запасы нефти, природного газа.

Климат Западной Сибири континентальный: зима холодная, лето жаркое. В январе средняя температура: -18°С. Но морозы из-за сухости воздуха переносятся тут значительно легче, чем в Европейской части. Средняя температура июля: +19°С. Осадков выпадает 300-450 мм в год. Инженерно-геологические условия обычные.

Из всего вышеизложенного можно сделать вывод, что здания, проектируемые для данной области должны иметь хорошую теплоизоляцию и надежную систему отопления.

2. Генеральный план

Генеральный план участка – это план расположения проектируемого объекта на участке местности и в системе существующей застройки.

При разработке генплана промышленного предприятия решают следующие основные вопросы:

- рациональное размещение зданий, сооружений, инженерных коммуникаций;

- хозяйственное, транспортное обеспечение производства;

- бытовое обслуживание работающих;

- благоустройство территории.

Рациональность размещения зданий, сооружений и инженерных коммуникаций определяет общий цикл производственно-технологического процесса промышленного предприятия.

Основным принципом организации застройки является зонирование территории. На предприятии выделяют следующие зоны:

Предзаводская зона включает в себя административные, общезаводские лаборатории, стоянки для автотранспорта и др. Их располагают при въезде на предприятие со стороны жилой зоны.

Производственная зона включает основные цеха.

Подсобная зона включает территории, на которых располагают энергетические, вспомогательные, санитарно-технические, коммуникационные объекты.

Складская зона – склады сырья, материалов, готовой продукции.

Благоустройство территории является частью архитектурного решения генплана предприятия. Основные элементы благоустройства: озеленение, малые архитектурные формы, элементы обработки рельефа, визуальной информации, площадки для отдыха и занятий спортом и т. д.

В курсовом проекте выполним объединенный генплан, включающий в себя элементы разбивочного плана, плана организации рельефа местности и плана благоустройства территории (рис 1) [4].

На разбивочном плане нанесем:

- сохраняемые существующие здания и проектируемое здание;

- автомобильные дороги и площадки с дорожным покрытием;

- рельеф местности (горизонтали);

- условную границу ("красную" линию застройки);

- ограждения или условную границу территории;

- указатель направления на север стрелкой с буквой "С";

- геодезическую разбивочную сетку.

Проектируемое здание обводим толстой линией. Вокруг здания покажем отмостку тонкой линией.

На разбивочном плане изобразим горизонтальную привязку проектируемого объекта к геодезической разбивочной сетке, укажем расстояние от проектируемого здания до существующих зданий и сооружений в двух взаимно перпендикулярных направлениях и таким образом, чтобы местоположение здания было определено на местности. Такую привязку называют линейной.

План организации рельефа местности включает в себя:

- рельеф местности, обозначаемый горизонталями и фактическими отметками рельефа местности;

- проектные отметки опорных точек планировки с указанием направления уклона проектного профиля, уровень первого этажа по отношению к рельефу местности.

По углам здания (отмостки) вынесем красные и черные отметки (черные – под чертой, красные – над чертой). Поверхность планировочной площадки должна иметь уклон для обеспечения стока талых и дождевых вод. Уклон площадки вдоль здания примем 2%.

Отметку уровня пола первого этажа (базисную отметку 0.000) по отношению к рельефу местности покажем в центре плана здания.

План благоустройства территории выполним на основе разбивочного плана. На нем укажем: тротуары, дорожки и их ширину; площадки и их размеры; оборудование площадок; деревья, кустарники, цветники, газоны.

3. Объемно-планировочное решение здания

3.1 Общие положения

Объемно-планировочным решением здания называется система объединения главных и вспомогательных помещений избранных размеров и формы в единую целостную композицию.

На выбор объемно-планировочного решения и этажности здания большое влияние оказывают климат, рельеф, архитектурное окружение, функциональная схема.

Для принятия объемно-планировочного решения производственного здания необходимо учитывать следующие факторы:

- технологический процесс;

- характеристики подъемно-транспортного оборудования, градостроительные условия, определяющие положение здания;

- характеристики внутренней среды в здании;

- природно-климатические условия;

- технико-экономические требования.

В зависимости от характеристики технологического процесса одноэтажные производственные здания по объемно-планировочному решению могут быть пролетного, зального и ячейкового типов. При проектировании одноэтажного производственного здания преимущественно используют пролетную или ячейковую структуру, так как они предопределяют простую прямоугольную форму плана. Выбор формы и профиля производственного здания связан с решением таких планировочных задач, как выбор этажности, сетки колонн, рационального размещения различных помещений в объеме здания, ширины и высоты пролетов.

Конфигурация, размеры плана, высота, профиль производственного здания определяются технологическими параметрами, числом и взаимным расположением пролетов [8].

Ширину пролетов L (расстояние между продольными разбивочными осями) увязывают с пролетом мостового крана Lк и расстоянием между осью рельса подкранового пути и разбивочной осью. Шаг колонн выбирают с учетом габаритов и способов расстановки технологического оборудования, размеров выпускаемых изделий, вида внутрицехового подъемно-транспортного оборудования и др. Высота пролетов – расстояние от уровня пола до низа несущих конструкций покрытий – зависит от технологических требований.

Профиль производственного здания – поперечное сечение – определяют с учетом технологических требований: освещенности, воздухообмена, особенностей климата, уклона крыши.

Одноэтажные производственные здания оборудуются подвесными и мостовыми кранами.

В производственном здании для пропуска средств напольного транспорта необходимо предусмотреть ворота.

Промышленные здания должны иметь естественное освещение через оконные проемы в наружных стенах и через фонари.

Проектируемое здание имеет три пролета, направленных взаимно перпендикулярно. Пролеты имеют различную высоту и оборудованы один мостовым краном, а два других подвесным краном. Здание компонуют из ряда поперечных рам. Каркас здания выполнен из металлических конструкций (КМ). При примыкании разновысоких пролетов дадим температурно-осадочный шов.

Привязку колонн к продольным осям примем в зависимости от шага колонн, грузоподъемности, режима работы и вида кранового оборудования. Привязку колонн крайнего продольного ряда выполним таким образом, чтобы внешняя грань колонны была смещена наружу с оси продольного ряда на 500 мм. Геометрические оси сечения колонн средних рядов, кроме колонн, расположенных в торцах, у температурных швов и парапетов высот зданий, совместим с разбивочными осями. При привязке колонн среднего и крайнего рядов в торцах зданий к поперечным разбивочным осям сместим геометрическую ось колонны с поперечной разбивочной оси на 500 мм внутрь здания.

В каркасах большой протяженности устраивают температурные швы, делящие каркас на отдельные участки, называемые температурными блоками. Конструктивно поперечные деформационные швы выполняют на двух колоннах, смещенных на 500 мм с оси шва внутрь каждого блока [12].

Высотой здания является расстояние от уровня чистого пола до низа стропильной конструкции на опоре. В соответствии с заданием, у нас во всех пролетах находятся мостовые краны, поэтому высота всех пролетов будет определяться по формуле:

Н = Н у.г.р. + Н кр + Δ,

где Н у.г.р. – расстояние от чистого пола до уровня головки кранового рельса (примем по заданию); Н кр – высота мостового крана от уровня головки рельса до верха крана; Δ – зазор между верхом крана и низом стропильной конструкции на опоре.

В первом пролете:

Н1 = 10 + 2,5 + 2,5 = 15 м.

Во втором и третьем пролетах:

Н2,3 = 10 + 1,65 + 2,5 = 14,15 м.

В одноэтажных каркасных зданиях высоту следует назначать кратной укрупненным модулям: 6 М – при высоте до 6 м; 12 М при высоте от 6 до 18 м, где М = 100 мм. Если полученная при подсчете высота не кратна высотному модулю, то ее следует округлить до величины, кратной 6 М или 12 М (в сторону увеличения).

Окончательно высоту первого пролета принимаем: 15,6 м.; высоту второго и третьего пролетов: 14,4 м.

Количество ворот в здании примем равное трем.

После разработки плана и определения высотных размеров приступим к выбору несущих и ограждающих конструкций.

3.2 Выбор несущих и ограждающих конструкций

В одноэтажных производственных зданиях наиболее распространены три варианта каркасов: железобетонный, металлический и смешанный.

Каркас состоит из поперечных рам, объединенных в пространственную систему продольными конструктивными элементами. Поперечную раму образуют колонны и ригели. В качестве ригелей выступают балки, фермы.

Чтобы выбрать тип колонны, необходимо знать ее проектную высоту Н, шаг колонн l, величину пролета L, грузоподъемность крана. За проектную высоту колонны Н принимается расстояние от чистого пола цеха (отметка 0,000) до низа стропильной конструкции на опоре (без учета ее нижнего конца, заделываемого в фундамент).

В зданиях без мостовых кранов колонны принимаются постоянного сечения. В зданиях с железобетонным каркасом, оборудованных мостовыми кранами, железобетонные колонны проектируются переменного сечения с крановыми консолями и двухветвевые. В зданиях с металлическим каркасом и мостовыми кранами колонны при высоте до 9.6 м имеют постоянное сечение, а выше – проектируются решетчатыми. В настоящее время разработаны типовые габаритные схемы однопролетных и многопролетных зданий с мостовыми кранами и без них, высотой до 18 м включительно.

Фундаменты под колонны каркаса проектируют отдельно стоящими, из сборного железобетона или монолитными. Под фундаментами устраивают песчаную или щебеночную подготовку толщиной не менее 100 мм. Отметка подошвы фундамента принимается согласно рекомендациям СНиП [1] либо по условиям заглубления смежных фундаментов технологического оборудования. Для передачи на фундамент нагрузки от стен здания применяют фундаментные балки таврового или трапециевидного сечения. Под наружные стены балки укладывают с внешней стороны колонн, опирая их на ступени фундаментов или на бетонные столбики, выложенные по этим ступеням так, чтобы верхняя грань балки была ниже поверхности чистого пола на 30 мм. По фундаментным балкам устраивают горизонтальную гидроизоляцию толщиной 30 мм и далее возводят стены.

Стропильные конструкции покрытия выполняют в виде балки и фермы. На выбор геометрической схемы балки или фермы влияет заданный профиль разреза здания.

Так как в здании шаг колонн, по наружным и средним рядам не совпадает, предусмотрим подстропильные конструкции.

Покрытие здания решим по беспрогонной схеме с использованием сборных железобетонных плит размером в плане 3 х 12 м.

Стеновое ограждение здания выполним из сборных железобетонных утепленных панелей. Толщину панелей примем из санитарно-гигиенических и экономических условий теплотехнического расчета, выполненного по СНиП [2].

Номинальная длина панелей 6 и 12 м, номинальная высота 0,9; 1,2; 1,8 м. Стены каркасных промышленных зданий могут быть навесными и самонесущими. Самонесущие стены выполняются только с раздельными оконными проемами, а навесные – и с раздельными, и с ленточными. Раскладку панелей по высоте будем начинать с отметки 0,000 м и так, чтобы один из горизонтальных швов располагался на 0,6 м ниже верха колонны. В зданиях с высотой до 10,8 м применяются стеновые панели высотой 1,2 м, а в зданиях выше 10,8 м – высотой 1,8 м. Карнизные и парапетные панели имеют высоту 0,9 и 1,2 м. Торцевую стену сделаем выше продольной и выше конька крыши на 400мм. Номинальную длину панелей возьмем 12 м для первого пролета и 6 м для второго и третьего пролетов. Высоту панелей возьмем 1,8 м.

Для навески панелей на торце здания устанавливаются фахверковые колонны. Они имеют нулевую привязку к крайним разбивочным поперечным осям. В зданиях с железобетонным каркасом высотой до 9,6 м включительно применяются железобетонные колонны, во всех остальных случаях – стальные [10].

Для увеличения пространственной жесткости в одноэтажном промышленном здании предусматривают систему вертикальных и горизонтальных связей. Связи устанавливают по колоннам в вертикальной плоскости, по шатру – в горизонтальной и вертикальной.

3.3 Расчет и проектирование бытовых помещений

Расчет и проектирование бытовых помещений следует выполнять согласно положениям СНиП 2.09.04-87 "Административные и бытовые здания".

Бытовые здания предприятий предназначены для размещения в них помещений обслуживания работающих: санитарно-бытовых, здравоохранения, общественного питания, торговли и службы быта, культуры, технического назначения, общественных организаций.

Санитарно-бытовые помещения являются основным элементом этих зданий, так как связаны с ежедневным обслуживанием работающих на данном предприятии. В состав санитарно-бытовых помещений входят гардеробные, душевые, умывальные, уборные, курительные, помещения для обогрева и другие специальные помещения.

При планировке бытовых помещений необходимо учитывать, что люди должны получать бытовое обслуживание при следовании на работу и с работы, не выходя за пределы здания. При этом нужно размещать отдельные помещения так, чтобы при движении людей к рабочим местам и обратно не создавались встречные и пересекающиеся потоки. В гардеробном блоке должны быть предусмотрены кладовые для хранения спецодежды грязной и чистой, место для глажения одежды и сушки волос, респираторные, помещения для сушки спецодежды, помещения дежурного персонала, курительные. Предварительно определим габариты здания и назначим этажность. На одного человека в среднем приходится 4 м² площади бытовых помещений. В нашем случае при численности 170 человек площадь бытовых помещений составит:

4 м² х 170 = 680 м²

В связи с небольшим количеством работающих, количество бытовых зданий сократим до двух. Бытовые здания будем проектировать двухэтажные, из кирпича. На одном из этажей, одного из бытовых зданий расположим административные помещения (кабинет начальника цеха, табельную, кабинеты для отделов). Учитывая, все вышесказанное площадь одного этажа бытовых помещений будет равна:

Страницы: 1, 2, 3